崔群华 嘉兴市杭嘉湖南排工程长山河枢纽管理所

姜 潮 钟小琴 嘉兴市宏禹水利设施维护有限公司

1.概况

杭嘉湖南排工程位于浙江省嘉兴市境内，以防洪除涝为主，兼顾灌溉供水、航运和改善水环境等，是太湖流域综合治理十项骨干工程之一。工程由分别位于海盐澉浦镇的长山、海盐武原镇的南台头、海宁盐官东门的盐官上河和盐官西门的盐官下河出海枢纽（闸、站）及长山河、南台头、盐官上河、盐官下河四条排水骨干河道及其配套建筑物组成。工程建成后，若遇1954年5～7月梅雨型洪水，可向杭州湾排泄洪涝水量22.71亿m3。

长山闸位于海盐县澉浦镇长山西南麓，距澉浦镇南约2.5km处。大闸设7孔，每孔净宽8m，闸底板高程-2.84m，设计闸顶高程10.86m，闸室为胸墙式，闸孔设前后两道预应力钢筋混凝土平面闸门。长山闸为Ⅰ等工程，设计排涝流量871m3/s，防潮标准为100年一遇。

工程于1977年7月开工建设，1980年8月首次启动投入运行，至2019年已运行3891天排涝331亿立方米，占整个南排工程的60%以上，运行效益十分显著。

2.测流历程

长山闸流量监测站设在大闸上游400米的长山河左岸。在建闸初期采用水文缆道进行人工测验，根据实测资料进行水位流量关系分析，由水位流量的关系得出相关公式进行水量推算，该推算方法一直延续使用至今。

以下是流量推求Q公式

一般相关公式中的参数、因子会受水利工程、河道演变等自然条件影响，按照水文规范要求，需要经常性对推流公式进行校测率定和调整。但由于受流量监测设施设备、人员、潮汛大小等各种客观条件影响，流量校测和系统地水量分析工作开展难度较大。为了更加准确的测出各项水文数据，2016 年长山闸管理所在原流量监测站，安装了固定式声学多普勒测流设备，开发了流量自动监测系统平台，并通过流速比测、率定分析，从而实现了长山闸流量在线监测、实时传输的流量监测模式。

3.多普勒测流的测流设备、率定及检验

3.1 仪器设备及测验方法

按照《声学多普勒流量测验规范》，固定式声学多普勒指标流速，必须经过其他测流方式进行比测率定，建立相关式后才可以应用。流量测验方式一般可采用流速仪法，即布设测速垂线悬索悬吊测点法；还可采用走航式 ADCP 进行全断面流量监测。

本项目中的流量监测，采用了走航式 ADCP 进行全断面流量监测。按照《河流流量测验规范》、《声学多普勒流量测验规范》技术要求，走航往返流量平均值为一个流量测次。合理布置测次及测验时机。在长山闸开闸放水的不同工况下监测断面流量。走航式 ADCP 测流在走航时，三体船控制船速均匀，左右岸测距输入正确，并完成往返测回测流，一般情况需要完成一个测回取平均流量，且往返流量误差≦5.0%，如流量变化较大或特殊情况时可测半个测回。

本项目走航式 ADCP 设备型号为LinkQuest，主要技术指标：主机工作频率600kHz；作业模式为宽带、脉冲相干、自动选择；.波束排列 为 2592个振子，平面型相控阵，电子四波束；底跟踪水深量程为 0.4m～100m；测速准确度±0.25%V±2mm/s（V 指流速），分辨率 0.001m/s。

3.2 流量监测

本项目中的多普勒流速比测流量监测，经历了今年的梅雨期和台风期，并有7 孔、6 孔、5 孔、3 孔和 2 孔的排涝工况，共实测流量 85 次。

长山闸7孔放水于2019年7月11日9:40～15:58，测流时间为11:00～15:50共实测流量29次。

长山闸5孔放水2019年8月22日6:48～12:57，测流时间为8:56～13:39共实测流量 23 次。

长山闸3孔放水于2019年8月30日15:11～21:54，测流时间为15:31～17:40共实测流量2 次。

图1

长山闸6 孔放水于2019年9月9日10:29～16:52，测流时间为12:07～16:41共实测流量13次。

长山闸2孔放水于2019年9月11日13:55～20:15，测流时间为14:10～16:23共实测流量10次。

3.3 相关线定线、检验

根据长山闸不同开孔数条件下监测的断面平均流量、流速，与多普勒设备指标流速进行相关拟合，即多普勒指标流速为变量，实测断面平均流速为依变量的相关线定线。考虑到流量实时传输的系统平台展示、系列资料的统计计算方便等，流量相关线定线原则首先为综合线考虑，个别工况流量如不能满足综合线的，可以单独定线。从以上5种运行工况的实测流量资料分析，完全可以采用综合线定线的方法。即5种运行工况的实测断面平均流速和相应的多普勒指标流速进行综合相关定线，相关拟合线详见图1。

关系式：V断=0.3220V多2+0.7718V多+0.0119

其中，V断——断面平均流速(m/s)，V多——多普勒指标流速(m/s)。

综上所述，在电气工程的进一步技术优化与发展下，电气安装工程在建筑工程中的作用愈发突出，社会对建筑电气安装工程的要求也在不断发生改变，建筑电气安装工程只有严格安装规定要求进行相应质量控制与管理，才能促使建筑电气安装工程的质量得到保障。对此，有效加强建筑电气安装工程的质量控制与管理水平，不仅利于保障建筑电气安装工程的整体质量，发挥建筑电气工程的良好功能性作用，且其对于满足建筑电气安装工程的使用需求也具有较多有利之处。

本项目相关线为流速相关，按照水文规范为流量相关线检验，故需换算为实测流量与线上流量（计算流量）进行三种检验，即符号检验、适线检验和偏离数值检验。根据显著性水平取值 0.25、0.05 和 0.10 的临界值和计算值比较，计算值均小于临界值，三种检验均为合格，随机不确定度8.4%，详见表1。

表1 定线三种检验评定表

表2

3.4 从实际运行情况看

以2019年9月24日早潮为例，如表2。

多普勒测流站在实际运用中由于流体特性的影响在启闭闸时存在滞后性，但总时间不变，因此计算一潮放水历时时仍以大闸开关时间为准。在计算中仪器设定为每5分钟取一个数据，所以多普勒以整数时间计算。

实测流量在大闸上游300米的澉南桥上进行，用博亿达多普勒流速仪进行测流。一个断面分布7条垂线2点法测流。在大闸放水期间平均分布时间共测7次。

公式法是以一直沿用的利用相关线推导出来的3孔公式计算出一潮水的流量，然后再乘以历时计算水量。

4.结论

综合以上流速比测、率定分析结果，长山闸 5 种开闸孔数的运行工况，多普勒指标流速与断面平均流速相关式采用一元二次多项式方程较为合适，且为综合定线，关系线满足水文规范的定线精度要求。从以上的两两比较可以得出多普勒的计算结果精度远远大于公式法推流，更接近于实际测流。现可以作为长山闸排放水量的依据资料。